我们常说宇宙的直径是920亿光年,我们指的是哈勃体积的大小,也就是说理论上我们可以在这个范围内看到星系、星系团等一系列物质的结构。那么460亿光年外的不可见区域仍然是我们的宇宙,而不是哈勃体积。那么在我们的宇宙之外可能会有一个多元宇宙,彼此之间没有关系,也没有因果关系。这是膨胀理论所预言的,也就是说,宇宙之外确实存在一个宇宙。然而,目前还没有得到证实。
那么问题来了,为什么138亿年的宇宙有920亿光年那么大?为什么我们看不到可观测半径以外的宇宙?我们宇宙之外的宇宙,也就是多元宇宙,是怎么来的?回答这些问题可以解决你的许多问题。
多元宇宙,宇宙之外的宇宙
大爆炸理论提出后,解决了宇宙中现有物质结构的起源和发展过程,但同时也给我们提出了新的问题。大爆炸的所谓“奇点”,即炽热、稠密、充满物质粒子和高能辐射,是怎么来的?这是宇宙学家面临的大问题。大爆炸理论没有告诉我们初始状态是怎么来的,所以我们认为大爆炸理论并不完美,当然它也包括其他问题:
微波辐射的温度波动是怎么来的?这是所有物质结构或种子的基础。
空,
距离宇宙几十甚至几百光年,它们相距如此之远,一直没有信息交流,那么为什么空之间的温度是一样的呢?也就是说,从微波背景辐射来看,空之间各处平均温度为2.725K..
空之间的空间为什么这么平坦?也就是说,我们的哈勃体积和零曲率几乎无法区分。
以上所有问题都不是大爆炸理论所能解决的,但是大爆炸理论在其他方面的成功让人们无法怀疑它是错误的,所以科学家们怀疑大爆炸理论是否绝对不完美,大爆炸之前是否存在某种未知的状态。
1980年,美国科学家阿兰·古斯提出了发生在大爆炸之前的膨胀理论,也就是说宇宙不是从大爆炸直接开始的。在此之前,空中没有物质和辐射,只有真空能量充斥空。真空能量的量子场涨落引起空之间不同点的指数膨胀,类似于你在煤气炉上煮一锅浓汤,汤会在各处不同点起泡。
未来,每一个翱翔的区域都会形成独立的、不相连的宇宙。这是膨胀理论对多元宇宙的猜想,无法证明。这说明我们的宇宙之外还有其他的宇宙,也就是说宇宙之外还有空。我们的宇宙和其他宇宙一起漂浮在一个更大的母宇宙中。
那么为什么我们的宇宙中会有可观测和不可观测的点呢?
在一个飙升的泡沫中,其中之一就是我们的宇宙。真正的空能量使空呈指数级膨胀,空被迅速拉长。无论它们之间的宇宙是什么形状,都会被拉得和平面空没什么区别。就像上图中从a到d的过程。
真实空中的能量波动也将随着空之间的膨胀而迅速扩展到我们宇宙的任何区域。这些微小的能量波动结束后,一小部分真空能量会衰变为物质,这被称为宇宙中加热的初始状态,导致大的热爆炸。能量的微小波动也会为未来的物质结构提供轻微的不均匀密度。
离我们较近的一些星系的光可以在短时间内到达我们的地球,而离我们较远的一些星系的光需要更长的时间,也就是说离我们越远,需要的时间就越长。毕竟光速是有限的。如果宇宙一直在减速膨胀,即使这些星系离我们很远,它们的光总有一天会到达地球,这意味着我们的可观测范围又在不断扩大,未来会看到更多的星系。
然而,由于暗能量的存在,宇宙在诞生45亿年后开始加速膨胀,这意味着那些光还没有到达地球的星系将永远无法到达地球,而那些已经到达地球的星系将被我们看到,但它们最远的膨胀已经达到460亿光年。这是我们的哈勃体积,那些光线从未到达地球的星系就在哈勃体积之外。
总结:
经过梳理,我发现由于快速膨胀初期量子场的波动,空开始在不同的点上飙升,创造出不同的宇宙,这些宇宙之间没有因果关系,也有科学家,在某些领域快速膨胀还在继续。也就是说,我们在不断创造新的泡沫宇宙。
在单个宇宙中,因为光速是一点点,但是膨胀一直在发生,而且速度高于光速,所以有些星系的光从形成以来就没有到达过地球。当然,我们只能看到那些光线到达地球的星系。这个区域是哈勃体积。